Ideale Querschnittbezahnung? Achtung Theorie :o)

[Pedder]

Hallo Friedrich, hallo Holzwerker,

wir wollen also diskutieren, was die perfekte oder ideale Querschnittbezahnung ausmacht. Dafür muss man sich vor Augen führen, was das Ziel ist (1.) und was das Schnittverhalten einer Säge beeinflusst (2).

1. Das Ziel ist ein Schnitt der sauber ist und schnell. Mit einem Ergebnis wie aus dem shooting board.

2. Je nach Zählung kommt man auf bis zu 6 Merkmale einer Bezahnung. Joel aus New York hat das auf seinem Blog sehr schön dargestellt:

http://www.toolsforworkingwood.com/Merchant/merchant.mvc?Screen=NEXT&StoreCode=toolstore&nextpage=/extra/blogpage.html&BlogID=86

Aus meiner Sicht sind 3 von den 6 dort aufgeführten Merkmalen ausschlaggebend:

- Zahnweite
- Neigung
- Schrägung

Die Eigenschaft "Rundung des Zahngrundes" kann ersteinmal vernachlässigt werden, da sie nur von der Wahl der richtigen Feilengröße abhängt. Ich nehme immer die feinstmögliche. Aber nur weil ich dann besser sehen kann.

Die Eigenschaft "Slope" möchte ich weglassen, weil ich damit keine Erfahrung habe. Es gibt irgendwo im Netz eine Untersuchung zu den Auswirkungen. Sie sind danach eher gering.

Weiterhin möchte ich die Schränkung außer Acht lassen. Soweit ich sehe und gelesen habe, besteht Einigkeit, dass man mit der geringstmöglichen Schränkung sägen soll.

Bleiben drei Faktoren: Zahnweite, Neigung und Schrägung.

Lassen wir für einen Augenblick die Zahnweite und die Schrägung außer Acht, ja denken wir uns einen einzelnen Zahn. Ein Crosscut Zahn sieht aus wie so ein Anreißmesser. Die Neigung der Rake entspricht nun dem Winkel, mit dem ich das Messer über die Fasern führe. Ihr werdet mir zustimmen, dass der Schnitt weicher wird, wenn ich das Messer sehr Flach halte. Das nennt man wohl ziehenden Schnitt.

Um es mit Hobeln zu vergleichen: Eine hoher Rake / Neigung entspricht einem schrägt geführten Eisen (skewed)im Shooting board. Bei ansonsten gleichen Parametern wird also der Zahn mit dem höchsten Rake / Neigung am sanftesten schneiden.

Kommen wir zum nächstem Parameter, der Schrägung / Fleam. Im Bild vom Shooting Board entspricht er dem Anstellwinkel des Messers. Ein hoher Fleam entspricht einem Flachen Anstellwinkel.Wenn ich Fasern abschneiden will, ist theoretisch ein flacher Winkel besser, für Shootingboards werden daher Flachwinkler empfohlen. (Aber hier ist das Bild sehr uneinheitlich, viele Holzwerker meinen, es sei nur wichtig, dass die Schneide sehr scharf sei....)
Auch muss hier beachtet werden, dass der Fleam nicht beliebig gesteigert werden kann, da sonnst der Zahn zu empfindlich wird.

Wie kann ich die Zahnweite in mein Bild vom Shooting board einbinden? Oder in das von der Lanzette?

Es passt nicht, weil jetzt eine Vervielfachung der Schneiden kommt. Was kann die höhere Zahl der Zähne bewirken? Man schneidet mit mehr Spitzen pro Zug jede Spitze muss nur eine winzige Tiefe schneiden. Aber weil viele Zähne kleinere Lücken bedeuten, stopfen Säge mit vielen Zähnen auch leichter. Also brauche ich mehr Züge, um die gleiche Tiefe zu scheiden. Auch das birgt Fehler.

Ich neige daher zu gröberen Zähnen auch bei Crosscut Schneiden. Das leigt auch daran, dass man beim Feilen das Geschehen besser sehen kann. das führt zu bessere Zähnen. Aber man kann das auch anders sehen.

Sicher ist eines: eine aggressive Säge, die fein schneidet, ist die Quadratur des Kreises. Es gibt höchstens Näherungswerte.

Schöne Woche!

Liebe Grüße
Pedder

[Florian Witt]

Hallo Pedder,

Du redest bei der aggressiven Säge, die fein schneidet, von der Quadratur des Kreises. Wenn man sich über die Zahnform Gedanken macht, ist das sicher richtig - man muss den richtigen Kompromiss finden. Dieser ist aber abhängig vom jeweiligen Einsatzzweck. Zwischen dem Ablängen einer großen Bohle und dem Absetzen eines Zapfens in einem Shoji-Projekt liegen Welten, genauso wie zwischen Mulga und Balsa. Und wenn man dann noch die Holzfeuchte mitbedenkt ... Am Ende braucht man also wieder ganz viele verschiedene Sägen mit ebenso vielen verschiedenen Zahnformen.
Interessant wird es meiner Meinung nach bei zwei Aspekten:

1. perfekt maschinell geschliffen vs. handgefeilt.
Meine Erfahrung deckt sich da mit der Literatur: eine handgefeilte Säge läuft ruhiger. Gängige Erklärung dafür ist die größere statistische Streuung vor allem der Zahnweite, wodurch das Werkstück beim Zug nicht in einem schmalen Frequenzband, sondern etwas breitbandiger angeregt wird. Da die Anregungsenergie gleich bleibt, ist der Maximalpegel im Anregungsspektrum niedriger. Variation der Geometrie von Zahn zu Zahn ist hier also etwas Gutes, womit wir beim zweiten Aspekt sind:

2. gleiche Zahnweite, Neigung und Schrägung über die gesamte Säge vs. deren kontinuierliche (oder sprunghafte!) Veränderung über die Blattlänge.
Bei Längsschnittsägen kennt jeder die Vorzüge des progressive Pitch - bei kleiner Zahnweite den Schnitt starten, bei großer zügig weiterkommen. Vielleicht macht es Sinn, dieses Prinzip oder sogar die Variation der anderen beiden Bezahnungsparameter in Betracht zu ziehen, z.B. null Neigung zum Ansetzen und positive zum Weiterschneiden. Mit dem Nachschärfen wird es dann allerdings irgenwann wirklich haarig.

Vielleicht kommt man so der Dreiteilung des Winkels näher ...

Gruß,
Florian

[Christof Hartge]

Hallo Pedder,

vielen Dank für deine Überlegungen.

Eines kann ich schon mal bestätigen: Lieber etwas gröbere Zähne. 12 tpi sind für rmich das Maximum. Ich habe eine Disston mit einer solchen Verzahnung. Das ist beim Feilen schon viel Fummelei und das Ergebnis ist mehr als zufriedenstellend.

Eine Ausnahme gibt es: Wenn das Material, sehr schmal und dünn ist ist eine sehr feine Verzahnung im Vorteil. Dünnes Material ist schwer zu fixieren und flattert beim Sägen. Eine feine Verzahnung sorgt für einen sanften Lauf. Da nehme ich dann gerne eine Dozuki.

Ansonsten würde ich das Kriterium sauberer Schnitt gerne ersetzen durch "möglichst ebener Schnitt". Japanische Querverzahnungen hinterlassen bei mir Querschnitte, die fast wie gehobelt aussehen, aber es gelingt mir nicht auch annähernd so präzise Schnitte zu machen, wie mit westlichen Sägen, jedenfalls bei allen größeren Querschnitten über 1cm. Deshalb ist mir die Sauberkeit des Schnittes in der Regel gerade mal egal. In vielen Fällen verschwindet das Hirnholz ungesehen in Zapfenlöchern, oder wird später sowieso noch veroutzt.

Deshalb ist meine ideale Querschnittsäge leicht zu feilen, arbeit eben und schnell.

Viele Grüße, Christof.

[Friedrich Kollenrott]

[In Antwort auf #124530]
Ihr Lieben,

das ist sicher ein weites Feld, aber ein interessates. Ausgangspunkt ist die Aussage von Pedder (im thread weiter unten), dass mit einer relativ großen Neigung der Zahnbrust (rake) von 20 bis 30° bei einer ganz normalen Schrägung (fleam) von 25° ein besonders glatter und ausrissarmer Schnitt erzielt wird. So kann man (lt. Pedder) Bezahnungen mit relativ grober Teilung einsetzen und deren Vorteil, also größerer Spanraum und somit weniger Neigung zum Verstopfen bei dicken Querschnitten sowie schnelleres Schärfen, nutzen.

Wenn man das Ganze mal wirklich auf den oben beschriebenen Sachverhalt beschränkt und alles Andere (Vorteil dickerer Blätter bei Christof, grundsätzliche Vorteile handgefeilter Sägen bei Florian) mal rauslässt und sich aus praktischen Gründen auf Sägen mit 60°- Zahn beschränkt, dann ist es wie Pedder im Start dieses threads schreibt: An der Bezahnung sind praktisch drei Parameter variierbar: Neigung (rake), Schrägung (fleam) und Teilung (tpi, ppi).

Die Zahnteilung können wir weglassen, denn die Frage ist ja: Kann ich bei gegebener Teilung durch gezielte Wahl von Neigung und Schrägung eine Säge erhalten, die so glatt und ausrissfrei sägt wie es sonst bei einer Säge mit feinerer Teilung zu erwarten wäre? Und welche sonstigen Eigenschaften hat eine solche Säge?

Als ich vor ein paar Jahren mit dem Sägenschärfen anfing, habe ich mir aus amerkanischen Websites die "üblichen" Parameter besorgt. Und das waren bei Querschnittsägen: 12 bis 15° Neigung (rake) und 25 bis 30° fleam. So habe ich meine Sägen auch geschärft bis auf eine. Die habe ich versuchsweise mit 15° Neigung und 45° Schrägung gemacht. Die sägte extrem sauber und ausrissfrei, musste aber mit viel Kraft ins Holz gedrückt werden und war nervig langsam. Eine Vergrößerung der Neigung habe ich nie probiert.

Wenn man sich die Geometrie des Querschnittzahnes ansieht, dann wird (wie Pedder schreibt) mit Vergrößerung der Neigung der Schnitt immer stärker ziehend, das müsste einen sauberen Schnitt begünstigen, ja, denn die gesägte Fläche wird ja von der angeschärften Seite der Zahnbrust geschnitten. Wenn die Neigung vergrößert wird, verkleinert sich der Keilwinkel ud damit der Schnittwinkel an dieser seitlichen Schneide. Auch das kann eigentlich nur günstig sein für einen glatten Schnitt.

Der Zahn schneidet allerdings nicht nur an der Seite. Vielmehr hat er an seinem Kopf die mehr oder weniger geneigte Schneide, die den Span im Grund des Sägeschnittes abtrennt. Und ich habe den Eindruck: je größer man Neigung und Schrägung wählt und je besser der Zahn dadurch an der Seite schneidet, desto stumpfwinkliger wird seine Kopfschneide. Das ist dann auch der Grund warum es so langsam geht.

Ich werde mal sehen, ob ich das CAD-Programm wieder in Gang kriege, mit dem ich die Zähne für die Schärfanleitung gezeichnet habe, dann kann ich das auch im Bild zeigen.

Also meine These: Vergrößerung von Neigung und Schrägung ergeben einen glatteren und ausrissfreieren, aber unvermeidlich auch weniger agressiven Schnitt. Das ermöglicht den Einsatz von Bezahnungen mit relativ grober Teilung. Deren besondere Vorteile sind der größere Spanraum (weniger Neigung zum Zustopfen), und die schnellere und leichtere Schärfbarkeit.

Ich vermute aber, dass man öfter schärfen muss, weil die Einzelschneiden empfindlicher sind (kleiner Keilwinkel) und weil sich die Zerspanungsarbeit auf weniger Schneiden verteilt.

Friedrich

[Friedrich Kollenrott]

ich verbessere (Schiet! immert geht was schief!)

Absatz 5:
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Wenn man sich die Geometrie des Querschnittzahnes ansieht, dann wird (wie Pedder schreibt) mit Vergrößerung der Neigung der Schnitt immer stärker ziehend, das müsste einen sauberen Schnitt begünstigen, ja, denn die gesägte Fläche wird ja von der angeschärften Seite der Zahnbrust geschnitten. Wenn die SCHRÄGUNG vergrößert wird, verkleinert sich der Keilwinkel und damit der Schnittwinkel an dieser seitlichen Schneide. Auch das kann eigentlich nur günstig sein für einen glatten Schnitt.
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Nächstes mal lese ich bei einem solchen fehleranfälligen Thema fünfmal Korrektur, nicht nur dreimal.

Friedrich

[Jürgen zur Horst]

Hallo Friedrich,

falls Du Deine CAD Zeichnungen nicht mehr findest. Ich habe heute meine fiebrige Erwartung auf das Endspiel mit dem Zerspanen einiger Pixel beruhigt. Ich könnte Dir schnell eine Skizze mit beliebiger Zahngeometrie auf dem PC "feilen" Die Skizze zeigt eine Säge mit Rake 0°, Fleam 15° und leichter Schränkung (0,2mm bei einem 1mm starken Blatt).



ein spannenden und erfolgreichen Abend wünscht
Jürgen

[Friedrich Kollenrott]

als die Jungs nachher aufm Platz!

Ja, so geht das, Jürgen... aber ein Anlauf bleibt ja noch (für Werder).

Zu Deiner Zeichnung kann ich jetzt nichts sagen, muss weg. Später mehr!

Friedrich

[Friedrich Kollenrott]

Hallo Jürgen,

ich staune immer wieder, wie locker andere Leute mit sowas umgehen- ich kanns nicht, habe aber auch überhaupt keine Lust dazu.

Mir fällt an Deiner Zeichnung auf, dass der Zahnrücken eine flache Kante diagonal über die Fläche hat (oder wie sonst wäre der Strich da zu interpretieren?) Außerdem beginnt die Schränkung nicht am Zahnfuss, sondern nur ein Teil der Zahnhöhe wird umgebogen um normalerweise 15°. Aber das ist hier nicht das Thema.

Ich weiss nicht so recht wieweit uns jetzt Zeichnungen weiterhelfen. Pedder vermutet, dass eine Bezahnung mit großer Neigung wegen des stärker ziehenden Schnittes eine gröbere Teilung verträgt ohne zu viel Ausriss zu produzieren. Ich denke das auch, erwarte von stäkerer Schrägung einen ähnlichen Effekt. Beide wissen wir, dass eine solche Bezahnung weniger agressiv schneidet. Ich vermute die Ursache in der stumpfwinkligen Kopfschneide.

Und ich füge jetzt hinzu: Der "ziehende Schnitt" erzeugt zweifellos eine Kraftkomponente, die die das Blatt hochdrückt und gegen die der Säger gegenhalten muss wenn nicht die eigentliche Schnittkraft und damit die Schnittleistung kleiner werden soll. Gegenhalten tut natürlich auch das Gewicht eines schweren Rückens.

Schlussfolgerung: Vielleicht erfordert die Peddersche Zahngeometrie, damit sie optimal funktioniert, einen sehr schweren Rücken oder einen besonders hoch (bezogen auf die Zahnspitzenlinie) angeordneten Griff, damit die Handkraft des Sägers das Blatt stärker in das Holz hinein (und nicht nur nach vorn) schiebt. Man vergleiche die Griffposition der japanischen Sägen: Hier sind die Griffe extrem tief angeordnet, um bei ziehendem Schnitt trotzdem eine Kraftkomponente zu erhalten die die Zähne ins Holz hineinzieht.

Wie kommen wir weiter, Pedder?

Friedrich

[Jürgen zur Horst]

Hallo Friedrich,

ich habe die Schränkung im CAD Programm genauso gemacht wie Wir es mit der Zange auch gemacht hätten. Ich habe die Zahnpitze angefasst und aus der Ebene des Sägeblatts verschoben. Dabei verschiebt sich der Zahn am Zahngrund. Die Linien, die dabei auf den Zahnrücken entstehen, kann man runden. Ich fand sie aber ganz ausdrucksvoll um die Gemoetrie des Zahns zu verstehen.

Ob die Zeichnung weiterhelfen? Letzlich wird man es ausprobieren müssen. Das Verhalten der Säge im holz kann Sketchup noch nicht simulieren.

Tschüß Jürgen

P.S.Das Spiel war grottenschlecht und ohne jede Ambition. Ich war regelrecht sauer. Ein ham wer noch.

[Pedder]

[In Antwort auf #124544]
Hallo Jürgen,

Deine Skizze ist klasse. Ich habe keine Ahnung davon, mit welchem Aufwand das verbunden wäre, daher entschuldige ich mich ggf. schon jetzt für folgende unverschämte Bitte: Kannst Du einen Bezahnung mit 30°S und 30°N darstellen. Und eine mit 25°S und 25°N und dann eine mit 15°N und 45° S. Ich könnte mir vorstellen, dass die Kopfschneiden von vorn betrachtet nicht so unterschiedlich sind.

Liebe Grüße
Pedder